6G의 진화와 마이크로파 Photonics의 필요

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마이크로파 광은 6G에 대한 몇 가지 중요한 기능을 가능하게합니다. 초 광대역 신호 발생, 정확한 주파수 종합, 낮은 손실 배포 및 고급 빔 형성. 순수 전자 솔루션과는 달리, 광 장치는 terabit-per-second 범위에서 100 GHz의 대역폭과 지원 데이터 속도를 초과하는 신호를 처리 할 수 있습니다. 이것은 전자파 광을 6G에서 감독 한 고주파 통신 시스템에 대한 기본 활성화가 아니라 증가하는 경향이 있습니다.

6G용 마이크로파 Photonics의 핵심 기술

통합 Photonic 회로

가장 중요한 발전 중 하나는 레이저, 변조기, 필터 및 검지기와 같은 여러 광학 기능을 결합하는 통합 광 회로 (PICs)의 개발이며 단일 칩에 대한 디텍터입니다. Integrated 광전 회로 극적으로 크기, 무게, 전력 소비를 감소, 상업적 배포에 대한 유용성을 만들기. 실리콘 광을 사용하는 최근 데모 및 인디언 ] 의 선구자 (FLT: 1) 의 선구자 (FLT: 1) 의 선구자) 의 선구자 (FLT:3) 의 선구자 (FLT:3) 의 선구자 (FLT:3 ) 의 선구자) 의 선구자 (F:2 의 선구자) 의 선구자 (F) 의 생산 능력) 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의 의

고속 전기 Optic 계수기

고주파 전기 신호로 광 통신기는 마이크로파 광 기술에 중앙 집중됩니다. Electro-optic modulators]는 극적인 개선을 보았으며, 리튬 니오브레이트(thin-film)과 플라스마파니즘 변조기는 300 GHz 이상의 변조 대역폭을 달성했습니다. 이 장치는 파장 당 두 번째 당 두 번째 당 여러 테라 비트를 초과하는 광 신호의 직접 변환을 가능하게합니다. 2023년, 의 연구자들은 6GbE를 통해 6GbE를 측정합니다. ]

Photonic Beamforming 및 Phased Arrays의

특정 사용자에게 빔 형성-접속 신호-가열 빔폭과 대기 흡수로 인해 높은 주파수에서 점점 도전. 광경 빔 형성] 광학 진정한 시간 지연 라인을 사용하여 스티어 안테나를 unprecedented Precision and 대역폭. 좁band operation에서 고통받는 전자 위상 이동 장치와 달리 광근 접근은 6G의 광대역 신호에 대한 주파수 의존성 빔 스티어링을 제공합니다. 최근의 GX는 20 GHz의 광경을 통해 20 GHz의 광경을 구현할 수 있습니다.

광학적인 빈도 Combs

광학 주파수 빗-동등하게 공간 레이저 라인의 스펙트럼-전자 레인지 광 기술에 대한 정확한 주파수 통치자로 저장. 6G에서, 그들은 ultra-stable 신호 발생 및 분산 기지국의 동기화를 가능하게한다. 안정적인 참조에 빗을 잠그면 네트워크는 조정 멀티 포인트 전송에 필수적인 킬로미터의 위상 일관성을 유지할 수 있습니다. Microcombs (integrated KerrLT 빗)는 특히 RF 및 RF 및 RF 및 RF 및 RF와 같은 다양한 기능을 제공합니다. ]는 특히 RF 및 RF 및 RF 및 RF 및 RF 및 RF 및 RF 및 RF 및 RF 및 RF 및 RF 및 RF 및 RF 및 RF 및 RF와 같은 다양한 기능을 제공합니다.

최근 Breakthroughs 및 연구 Milestones

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또 다른 획기적인은 photonic-assisted 아날로그 변환](ADC)를 포함합니다. THz 주파수에서, 전자 ADCs 얼굴 지터 및 대역폭 제한. 모드 잠금 레이저를 사용하여 Photonic 샘플링은 100 GS / s 이상 샘플링률 10 비트 이상의 효과적인 해상도를 달성할 수 있습니다. 이러한 ADC는 향후 6G 기지국에서 처리하는 기본 대역에 대한 중요한 점입니다.

평행한에서는, ]에 있는 연구 섬유 무선 통합 는 전진했습니다. “섬유에 안테나” (FTTA)의 개념은 전기 변환 없이 안테나 배열에서 직접 광선로로로인 “photonic-radio-over-fiber” (P-RoF)로 진화하고 있습니다. 이 접근은 일본에 있는 손실 그리고 복잡성을 극소화하고, 수동 광학적인 네트워크와 이음새가 없는 통합을 설명했습니다.

Deployment에 도전

약속에도 불구하고, 몇몇 장벽은 전자 레인지 광전자 공학의 표준 구성 요소가된다.

Existing Electronic Infrastructure와 통합

현재 기지국은 매우 최적화된 전자 회로에 의존합니다. 레이저, 변조기 및 광 다이오드와 같은 광 구성 요소를 통합하여 심폐 포장 및 열 관리가 필요합니다. Hybrid Integration는 진행을 갖지만 광수 칩과 RF 프런트 엔드 사이의 신뢰할 수있는 저비용 연결을 달성하는 것은 비 유리합니다. 예를 들어, 작은 파 가이드에 연결 빛은 하위 미크론 정렬, 조립 비용 증가를 요구한다.

제작 및 재료 제한

리튬 니오브레이트, 인듐 포스파이드, 또는 폴리머와 같은 이국적인 재료에 의존하는 많은 고성능 광수 장치. ]Scalable 제조 공정 이러한 재료에 대한 실리콘 CMOS보다 더 적은 성숙. 수율, 균일성, 장기 안정성 대량 배포에 대 한 개선 해야 합니다. 또한, 무선 전송에 대 한 높은 광 전력에 광수의 전원 처리 비선을 방지 하기 위해 주의적인 디자인 필요.

비용 및 에너지 효율

마이크로파 광 시스템은 전자 부품보다 더 비싼 수 있습니다. 특히 분리 구성품을 사용할 때. 통합 광 회로는 기능 당 비용을 줄이기 위해 목표로하지만, 광합성 제조 라인의 초기 자본 지출은 높다. Energy Efficiency]는 또 다른 관심사입니다: 레이저 및 열전 냉각기는 전력을 소비하고 잠재적으로 데이터 전송의 효율성이 크게 나타날 수 있습니다. 그러나 캠브리지 대학의 연구는 100 GHz의 전력을 달성 할 수 있으며, 전자 부품의 10 GHz의 전력을 얻을 수 있습니다.

미래 지향과 잠재력

2030년대에 걸쳐, 전자 레인지 광수는 기지국을 넘어 확장 할 것으로 예상된다. 잠재적 응용 프로그램은 terahertz Imaging, satellite 통신] (특히 저-Earth-orbit constellations), 및 distributed sensing network]. 광학적인 기술에 대한 기술적인 조사를 위해, 광수는 광수의 광수의 핵심 영역으로, 광수의 광수의 광수는 광수의 광수의 광수의 광수로를 감소시킬 수 있습니다.

]3GPP와 ITU-R는 IMT-2030의 요구 사항을 연구하기 시작하며, 전자 레인지 광 기술은 물리적 층 도구 키트의 일부로 간주됩니다. 2025 년, 광경 빔 형성 및 광 주파수 빗을 통합하는 최초의 6G 테스트 침대는 유럽 프로젝트 MIRPHONI6G에 의해 입증 될 것으로 예상됩니다.

또 다른 흥미로운 방향은 양자 광학]의 전자 레인지 광수에 사용됩니다. 압착된 상태와 entanglement를 레버리지함으로써, 6G의 보안 목표를 위한 중요한 요구 사항이 방 온도에서 비 분류 상관 관계의 발생을 입증할 수 있습니다. 양자 전자 레인지 광수의 초기 실험은 방 온도에서 비 분류 상관 관계의 발생을 입증했으며, 수십 년의 실제 응용 분야의 실제 응용 프로그램을 제안했습니다.

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마이크로파 광은 광학 및 라디오 공학의 교차점에 서 있으며, 6G의 극한 성능 목표를 달성 할 수있는 커맨드 경로를 제공합니다. 최근 통합 광 회로, 고속 변조기, 광닉 빔 형성 및 광 주파수 빗은 상업 시스템에 대한 심각한 후보에 대한 실험실 호기심에서이 기술을 이동했습니다. 통합, 제작 및 비용에 대한 도전이 뛰어나면서 혁신의 속도가 가속화됩니다. 지속적인 교차 디펜션과 전자 공학, 전자 레인지 및 매우 빠른 통신이 될 수 있으며, 매우 신뢰할 수있는 통신 및 통신이 매우 높은 통신을 가능하게하는 것이 매우 중요합니다.